Электроэнергетическая отрасль Европы сталкивается с перспективой глубоких преобразований. Европейская комиссия представила в 2011 году свою Дорожную карту на 2050 год, которая предусматривает сокращение выбросов CO2 в пределах от 80% до 95% European Commission, A Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in 2050, March 2011. Декарбонизация энергетического сектора в течение следующих двух десятилетий станет беспрецедентной трансформацией с точки зрения амбиций и темпов развития электроэнергетики The Crisis of the European Electricity System Diagnosis and possible ways forward. Стр. 85(скач пдф).
Многочисленные модели и траектории цен на углерод, необходимые для обеспечения декарбонизации, были получены в результате многочисленных моделей исследований. На их основании прогнозируемые значения колеблются между 357-75 / тCO2 в 2030 году и 250 евро / тСО2 в 2050 году. Предполагается, что до 2050 года бремя цен на углерод будет намного меньше, например в 2040 году. То есть будет происходить резкое изменение в приведенной стоимости на выбросы парниковых газов. Ясно, что при данных допущениях уголь становится неэкономичным, в то время как неослабевающий газ остается конкурентоспособным по отношению к ВИЭ и атомной энергетикой с наименьшими затратами.
2.1.2 Спрос
Конечное потребление электроэнергии -- это общее потребление электроэнергии в секторах конечного спроса на энергию, включая показатели импорта и вычитая экспорт. Значение не включает в себя потери или использование преобразователей, потери при передаче или же распределении электроэнергии.
Спрос на электроэнергию увеличивался каждый год в период с 1994 по 2008 годы. После падения в 2009 году, во время финансового кризиса, окончательное потребление электроэнергии быстро восстановилось уже к 2010 году. В 2016 году конечное потребление электроэнергии достигло того же уровня, что и в 2005 году и составило 2786 ТВт-ч.(Рис.9 ).
Рисунок 9. Конечное потребление электроэнергии в странах ЕС, ГВт.ч.
Источник: Евростат (online data code: nrg_105a)
За прошедшие 10 лет, а именно в период с 2000 по 2016 гг. происходили изменения в потреблении между разными странами ЕС (Приложение 3). Наибольший прирост в потреблении электроэнергии показали такие страны, как Польша (16%), Мальта (14%), Венгрия (11%), Литва (10%). Напротив, показатели наибольшего спада в потреблении характеризуются в Великобритании (-11%), Италии (-8%), Испании (-7%) и Дании (-7%).
Анализируя спрос по секторам на рисунке 10, следует выделить, что промышленность занимает большую нишу и составляет около 36% относительно всего потребления. На долю сектора услуг приходится 30%, домашнее хозяйство 29%, транспорт 2%, и на агропромышленность, лесное хозяйство и рыболовство приходится также около 2% https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/daviz/final-energy-consumption-of-electricity-3#tab-chart_3.
Рис.10. Конечное потребление электроэнергии по секторам в странах ЕС, ГВт.ч.
Источник: Евростат (online data code: nrg_105a)
Жилищный сектор и сектор услуг несут ответственность за рост потребления электроэнергии, в то время как потребление в транспортном секторе, сельском и лесном хозяйствах, рыболовстве остается стабильным на протяжении многих лет. Потребление электроэнергии в промышленном секторе следует экономическому циклу.
Основными причинами увеличения потребления электроэнергии в секторе услуг были устойчивый рост этого сектора на всей территории ЕС и более широкое использование кондиционеров и ИТ-оборудования.
На транспортный сектор приходится лишь 2,3% всего потребления электроэнергии в ЕС. Однако принятие электромобилей может оказать существенное влияние на рынки электроэнергии. Прежде всего, переход с ископаемого топлива на электричество увеличит спрос на электроэнергию. Если многие пользователи одновременно заряжают свои транспортные средства, можно ожидать большего пикового спроса. С другой стороны, такие электромобили могут предоставлять услуги по хранению в электросети, заряжая их, когда электричество находится в избытке, и возвращая электроэнергию обратно в электросеть, когда ее мало и когда цена выше Understanding electricity markets in the EU http://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2016/593519/EPRS_BRI(2016)593519_EN.pdf.
Исходя из данных Международного энергетического агентства, можем также отметить на рисунке 11, что потребление электроэнергии на душу населения в странах ЕС возросло на 16% в период с 1990 г. (516 ТВт.ч.) по 2016 г. (601 ТВт.ч.).
Рис. 11. Потребление электроэнергии на душу населения, 1990-2016гг., ТВт.ч.
Источник: МЭА https://www.iea.org/statistics/?country= EU28&year=2016&category= Electricity&indicator= ElecConsPerCapita&mode=chart&dataTable=INDICATORS
2.1.3 КПД
Основным показателем энергетической эффективности электроэнергетического сектора является коэффициент полезного действия (КПД) по отпуску электрической энергии. Он рассчитывается как соотношение между производством электроэнергии и затратами, используемыми для производства электроэнергии: затраты на преобразование для тепловых электростанций (уголь, нефть, газ, биомасса) + производство атомной энергии, гидро, геотермальной энергии, солнечной, энергия ветра и биотопливо).
Производство электроэнергии в ЕС становится все более эффективным: средняя эффективность возросла с 40% в 2005 году до 43,3% в 2016 году (Рис.12).
Рисунок 12. Средняя эффективность сектора электроэнергетики по странам (без учета гидроэлектростанций), %
Источник: Европейское агентство по окружающей среде (European Environment Agency, ЕЕА) Overview of electricity production and use in Europe https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/daviz/average-efficiency-of-the-electric-1#tab-chart_2
Эффективность зависит главным образом от сочетания видов топлива (ископаемых, атомных или возобновляемых источников энергии) и сочетания выработки электроэнергии:
· высокая эффективность связана с гидро- (исключая насосную гидроэлектростанцию) и ветроэлектростанциями (эффективность 100%, учитывая, что электричество является первой измеримой первичной эквивалентной энергией для этих технологий использования возобновляемых источников энергии)
· низкая эффективность связана со старыми энергетическими и / или тепловыми электростанциями, работающими на ископаемом топливе (<30%), атомными электростанциями (как правило, 33%, причем тепло является первой измеряемой первичной эквивалентной энергией), прямым сжиганием биомассы (20-25%) или геотермальная энергия и / или тепловыделение (около 10% или менее, при этом тепло является первой измеряемой первичной эквивалентной энергией). Совместное сжигание биотоплива на заводах, работающих на ископаемом топливе, не приводит к значительному снижению эффективности этих установок.
Европейский Союз стремится к повышению энергоэффективности на 20% к 2020 году и повышению не менее чем на 32,5% к 2030 году. Энергоэффективность является одним из аспектов стратегии Энергетического союза.
Для расчета КПД по газу были взяты статистические данные по генерации из Евростата в промежутке с 1990 по 2016 годы, а также из базы данных ОЭСР IEA World Energy Statistics and Balances https://proxylibrary.hse.ru:2343/energy/data/iea-world-energy-statistics-and-balances_enestats-data-en, составленной на основе МЭА, был выведен общий показатель по 4 типам станций: основная деятельность производителя электростанций, автопроизводитель электростанций, основная деятельность производителя ТЭЦ, автопроизводитель ТЭЦ. В период с 1990 года, когда коэффициент составил 35%, по 2016 произошел рост на 12 процентных единиц и данный показатель достиг 47% (Рис.13).
Рисунок 13. Коэффициент полезного действия генерации электроэнергии из газа, 1990-2050, %
Источник: Евростат, ОЭСР, расчеты автора
В пояснительном документе службы исследований Европейского Парламента об энергоэффективности Understanding energy efficiency http://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2015/568361/EPRS_BRI(2015)568361_EN.pdf говорится о том, что КПД газа может достигнуть 60% в соответствии с курсом на энергоэффективность и Стратегией 2050.
Были произведены собственные расчеты о перспективе повышения данного коэффициента к 2050 году. Если взять за базисное значение 60%, то с 2017 по 2050 КПД возрастет на 13% увеличиваясь с каждым годом на 0,4 процентных пункта, что по нашему мнению, является абсолютно достижимых обращая внимание также на то, что в период в течении предыдущих 26 лет коэффициент рос ежегодно на 0,46%.
2.1.4 Рыночные доли крупнейшего генератора и продавца конечному потребителю
Одним из показателей, который используется для мониторинга степени либерализации рынка электроэнергии, является доля рынка крупнейшего генератора в каждой стране (рис.14). Островные государства Кипр и Мальта характеризовались полной монополией как в 2006, так и в 2016 году, при этом 100% их электроэнергии вырабатывалось крупнейшим (единственным) генератором. В пяти других странах-членах ЕС - Франции, Эстонии, Хорватии, Греции и Словакии - такая доля составляет не менее 70%. В половине из 26 государств-членов, по которым имеются данные (нет данных по Болгарии ил Нидерландам), крупнейший производитель электроэнергии обеспечивает не менее 50% рынка, а самая низкая доля (14,3%) была зарегистрирована в Литве.
Рисунок 14. Доля рынка крупнейшей генерирующей компании на рынке электроэнергии, 2006 и 2016 гг. (% от общей генерации)
Источник: Евростат
Анализ событий за 2006-2016 годы показывает, что среди 24 государств-членов ЕС, по которым имеются данные (также неполные данные по Люксембургу, Австрии и Великобритании), 17 стран отметили сокращение на рынке доли их ведущих производителей электроэнергии.
На рисунке 15 показано количество основных розничных продавцов электроэнергии для конечных потребителей и их совокупные доли рынка для всех стран ЕС-28 Eurostat. Electricity market indicators. https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Electricity_market_indicators#Electricity_markets_-_generation_and_installed_capacity.
Рисунок 15. Количество основных розничных продавцов электроэнергии и их совокупная доля на рынке, 2016 г.
Источник: Евростат (nrg_ind_331a)
Можно сделать вывод о том, что страны не достигли либерализации еще в полной степени, так как сохраняется львиная доля рынка всего лишь на нескольких компаниях.
2.1.5 Нормированная стоимость энергии
Нормированная стоимость энергии (LCOE) является мерой источника энергии, которая позволяет сравнивать различные методы производства электроэнергии на постоянной основе. Это экономическая оценка средней общей стоимости строительства и эксплуатации энергетического актива в течение срока его службы, деленная на общую выработку энергии активом в течение этого срока. LCOE также можно рассматривать как среднюю минимальную цену, по которой электроэнергия должна продаваться, чтобы обеспечить безубыточность в течение всего срока реализации проекта.
Концепция нормированной стоимости электроэнергии (LCOE) используется для сравнения стоимости энергии, вырабатываемой из разных видов источников. Широкий спектр доступных технологий в области электроэнергетики, как возобновляемых, так и невозобновляемых, весьма разнообразен в отношении физических принципов и работы, поэтому одной из необходимых частей анализа является сравнение энергоресурсов по LCOE, так как данный показатель обеспечивает общую основу для сравнения.
Рис.16. Нормированная стоимость энергоресурсов при производстве электроэнергии , 2017г., $/МВт.ч.
Источник: World Energy Outlook 2018
В последнем издании World Energy Outlook к основным составляющим LCOE были включены: капитальные затраты овернайт; коэффициент мощности, который описывает среднюю производительность за год относительно максимальной номинальной; стоимость топливных затрат; плюс эксплуатация и обслуживание. Основываясь на данных, изображенных на рисунке 16 можно сделать вывод о том, что наиболее выгодным является генерация электроэнергии из газа. С разницей в 10% идет энергия ветра, далее угольная генерация, и значительно с большим отклонением позиционирует атомная энергетика вместе с солнечной.
Выводы по 2 главе
Проводимый анализ осуществлялся начиная с 1990 года. В период с 1990 происходил стабильный рост генерации вплоть до 2008 года, когда были зафиксированы максимальные значения за всю историю. Общая выработка электроэнергии в ЕС-28 в 2017 году составила 3294,5 ТВт.ч. Ископаемое топливо все еще продолжает превалировать в структуре производства электроэнергии в ЕС, хотя его доля в валовой выработке электроэнергии снижается. После достижения пика в 2008 году доля природного газа в производстве электроэнергии постепенно снижалась. Держа курс на декарбонизацию некоторые страны решили отказаться вскоре от угольной генерации и в целях безопасности, после аварии на АЭС «Фукусима», выводить мощности по атомной энергетике. К 2022 году Франция и Швеция планируют отказаться от угольной генерации, к 2025г. -- Австрия, Ирландия, Великобритания и Италия, к 2029 -- Финляндия, Нидерланды, и к 2030 -- Дания и Португалия. Сейчас задействованы атомные реакторы в 14 государствах-членах ЕС. К 2020 году Германия планирует вывести из эксплуатации все свои атомных станции, Бельгия и Франция к 2025, однако последняя планирует сократить только 50% из задействованных мощностей. Тем не менее многие страны находятся на этапе обсуждения или планирования о выводе данных мощностей также. Электроэнергия, выработанная из возобновляемых источников, увеличилась на 107% за предыдущие 10 лет. Среди возобновляемых источников энергии доля солнечной и ветровой энергии является доминирующей и наиболее значимой. Электроэнергетическая отрасль Европы сталкивается с перспективой глубоких преобразований. В 2017 году выбросы CO2 в ЕС были на 19,5% ниже, чем в 1990 году.
Спрос на электроэнергию увеличивался каждый год как и генерация и максимальных значений достиг в 2008 году после чего начал убывать. В 2016 году потребление было зафиксировано на уровне 2786 ТВт.ч. Анализируя спрос по секторам, следует отметить, что на промышленный сектор приходиться наибольшая доля и составляет около 36% относительно всего потребления. На долю сектора услуг приходится 30%, домашнее хозяйство - 29%, транспорт - 2%, и на агропромышленность, лесное хозяйство и рыболовство приходится также около 2%.